Ομάδα του ΑΠΘ έφτιαξε εφαρμογή που αποκρυπτογραφεί το κλάμα ενός μωρού

Μια καινοτόμα εφαρμογή που χρησιμοποιεί τεχνικές βαθιάς μηχανικής μάθησης (Deep Machine Learning) για να «μεταφράσει» το κλάμα του μωρού σε λόγο, δημιούργησε η ομάδα iCry2Talk, του Εργαστηρίου Επεξεργασίας Σήματος και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΤΗΜΜΥ) του ΑΠΘ, υπό την επίβλεψη του καθηγητή Λεόντιου Χατζηλεοντιάδη. Η εφαρμογή αυτή προκρίθηκε για να παρουσιαστεί στον Παγκόσμιο Τελικό του διαγωνισμού της Microsoft «Imagine Cup 2018», που θα πραγματοποιηθεί στο τέλος Ιουλίου, στο Σιάτλ των ΗΠΑ. Πρόκειται για μια χαμηλού κόστους, πρόταση μη επεμβατικής, έξυπνης διεπαφής ανάμεσα στο μωρό και τον γονέα, και «μεταφράζει» σε πραγματικό χρόνο την αιτία του κλάματος του μωρού, απεικονίζοντας το αποτέλεσμα σε μορφή κειμένου, εικόνας και φωνής.

Όπως επισημαίνουν οι δημιουργοί της εφαρμογής, ο ήχος του κλάματος ενός βρέφους συνδέεται με μια συγκεκριμένη κατάσταση που σχετίζεται με τη φυσική και ψυχολογική του κατάσταση (πόνους, πείνα, φόβο, ταλαιπωρία κλπ.) και περιλαμβάνει την "πρώτη ομιλία" του βρέφους στην προσπάθειά του να επικοινωνήσει με το περιβάλλον του. Τα μωρά που κλαίνε αναπτύσσουν υψηλά επίπεδα αδρεναλίνης και της κορτιζόλης (της ορμόνης του στρες) όταν το κλάμα τους δεν προκαλεί άμεση ανταπόκριση του γονέα, ή του φροντιστή. Η παρουσία τέτοιων ορμονών είναι τοξική για τον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο του βρέφους και μπορεί να προκαλέσει εγκεφαλική βλάβη, εκφυλισμό νεύρων, διαταραχές άγχους και να επηρεάσει την κοινωνική συμπεριφορά του σε βάθος χρόνου. Η ανταπόκριση του γονέα στο σύνθημα του μωρού του αποτελεί την πιο σημαντική επίδραση στην πνευματική ανάπτυξη του παιδιού.

Η ανταπόκριση έγκαιρα και σωστά στις ανάγκες του μωρού είναι μία από τις πιο δύσκολες προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι γονείς. Σημειώνεται, ότι ο αριθμός των νέων, ή ακόμη και των εφήβων γονέων που χρειάζονται καθοδήγηση και υποστήριξη αυξάνεται κάθε χρόνο. Περίπου 16 εκατομμύρια κορίτσια, ηλικίας 15 έως 19 ετών, και 2,5 εκατομμύρια κορίτσια, ηλικίας κάτω των 16 ετών, γεννούν, κάθε χρόνο, μόνο σε αναπτυσσόμενες περιοχές, ενώ οι περισσότεροι νέοι γονείς (65%) δεν έχουν εκπαίδευση πέραν του γυμνασίου, ή ζουν σε νοικοκυριά με εισόδημα πολύ χαμηλότερο του ορίου της φτώχειας.

Η iCry2Talk βασίζεται στην υπόθεση ότι ο αποτελεσματικός συνδυασμός και η ανάλυση διαφορετικών πηγών πληροφορίας, μέσω προηγμένων τεχνικών επεξεργασίας σήματος και αλγορίθμων βαθιάς μάθησης, μπορούν τελικά να γεφυρώσουν το κενό που υπάρχει στην επικοινωνία μεταξύ των γονέων και του μωρού τους, παρέχοντας σημαντική και αξιόπιστη ανατροφοδότηση σχετικά με τις ανάγκες του.

Οι δημιουργοί της εφαρμογής εκτιμούν ότι θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τους νέους και άπειρους γονείς, που θα έχουν στη διάθεσή τους ένα αντικειμενικό εργαλείο για την αναγνώριση της αιτίας του κλάματος και δεν θα βασίζονται αποκλειστικά στο ένστικτο και τη διαίσθησή τους, επιτυγχάνοντας έτσι να του παράσχουν άμεση και την κατάλληλη φροντίδα για τις ανάγκες του.

Παράλληλα, επιδιώκουν τη δημιουργία μιας κοινότητας γονέων, γιατρών και ειδικών στον χώρο, ώστε να προωθηθεί η ουσιαστική αλληλεπίδραση μεταξύ τους και την ανταλλαγή γνώσης, σε μια προσπάθεια υποστήριξης της διαδικασίας συλλογής δειγμάτων κλάματος από την Ομάδα ανάπτυξης του iCry2Talk.

Η Ομάδα iCry2Talk του ΑΠΘ συστάθηκε στα τέλη του 2017 και αποτελείται από τους προπτυχιακούς φοιτητές του ΤΗΜΜΥ Ανδρέα Λουτζίδη, Αναστασία Ντράχα και Ιάσονα Χατζηκώστα και τον καθηγητή Λεόντιο Χατζηλεοντιάδη. Αφού κέρδισε την πρώτη θέση στον περιφερειακό διαγωνισμό της Microsoft Ελλάδας, Μάλτας και Κύπρου, η Ομάδα διαγωνίστηκε στη συνέχεια με τις νικήτριες ομάδες της Κεντρικής και της Ανατολικής Ευρώπης και συγκαταλέγεται στις τέσσερις αυτού του σταδίου που προκρίθηκαν στον Παγκόσμιο Τελικό.

Το Imagine Cup αποτελεί τα τελευταία 16 χρόνια τον μεγαλύτερο διαγωνισμό φοιτητικής καινοτομίας, καθώς ενθαρρύνει χιλιάδες φοιτητές από όλο τον κόσμο να συνεργαστούν και να αξιοποιήσουν τις γνώσεις τους, με σκοπό να δημιουργήσουν τις δικές τους καινοτομίες.

Να σημειωθεί, ότι αυτή δεν είναι η πρώτη φορά που ομάδα του ΑΠΘ διακρίνεται στον διαγωνισμό της Microsoft «Imagine Cup». Συγκεκριμένα, ομάδες του ΑΠΘ, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Λεόντιου Χατζηλεοντιάδη, έχουν διακριθεί στον διαγωνισμό άλλες επτά φορές στο παρελθόν: το 2004, το 2005, το 2007, το 2011, το 2012, το 2015 και το 2016, καταλαμβάνοντας κορυφαίες θέσεις στην παγκόσμια κατάταξη των ημιτελικών και τελικών του διαγωνισμού.